“铸铝”前行-铸造铝合金期货上市系列报告（一）：初见铸造铝合金：性能优异，蓝图璀璨

期货研究 二〇 二2024年10月24日 四年度 初见铸造铝合金：性能优异，蓝图璀璨 ——“铸铝”前行-铸造铝合金期货上市系列报告（一） 国泰君安 期报告导读： 莫骁雄投资咨询从业资格号：Z0019413moxiaoxiong023952@gtjas.com 王蓉投资咨询从业资格号：Z0002529wangrong013179@gtjas.com 货全球降碳进程持续发展，未来铸造铝合金期货上市值得期待，国泰君安期货研究所正式推出《“铸铝”研前行-铸造铝合金期货上市系列报告》。本篇为该系列报告首篇，着重于刻画铸造铝合金的商品属性，初步究描绘其产业链版图，并剖析其作为期货品种上市的战略意义及前景。 所 铝合金是以铝为基、添加一定量其他合金化元素从而强化不同理化性质的合金，属于轻金属材料的一种。其中，再生铸造铝合金ADC12，集高流动性、低密度、良好的耐腐蚀性和导热性等优点于一身，市场应用广泛，成为了最常见的铸造铝合金牌号，或是未来即将上市的铸造铝合金期货的交割标的。 溯游铸造铝合金产业链，主要分为三部分： （1）上游是废铝回收，参与的企业主要为国外废铝出口企业、铝制品生产企业、废铝贸易企业等，汽车、建筑、包装容器等是我国废铝的主要来源。其中以国产废铝为主（84%），国产废铝旧料和新料供应分别约占总供应的54%和30%。 （2）中游包括生产、加工商，负责将回收的废铝进行熔炼和加工，生产出符合质量标准的铸造铝合金锭或铸件等。 （3）下游为应用市场，广泛分布在汽车等交通工具制造和建筑等领域。其中摩托车大量使用再生铸造铝合金，而在汽车和建筑业的部分结构上，再生铸造铝合金相比原生暂未得到大量应用。 在当前减碳排的大背景下，再生铸造铝合金作为废铝回收再利用、贯彻绿色循环理念的重要途径，叠加未来汽车轻量化+材料脱碳和绿色建筑趋势的不断深入，其使用比例有望陡峭增长，供需蓝图愈发广阔。预计随着利好政策的落地贯彻、工艺技术的不断革新，未来铸造铝合金的上下游产业链将愈发规范化、成熟化，这一过程也在同步推动企业通过多元渠道进行有效经营管理，其中就包含使用金融衍生品工具规避价格风险。衍生品工具的推广应用，也将反哺铸造铝合金行业的良性发展，二者形成“实体+金融”的彼此正反馈。 感谢实习生欧志博、苏安妮对本篇报告作出的贡献。 目录 1.再生铸造铝合金属性优异：高流动性、低密度、良好的耐蚀性和导热性3 2.再生铸造铝合金处于产业链中游，全球减碳为产需两端注入机遇5 2.1上游废铝：我国废铝供应以国产废铝旧料为主，全球减碳背景下具备回收潜力5 2.2中游再生铸造铝合金：ADC12占主导，因节能减排效应显著而获政策利好6 2.3下游应用：交通工具领域需求占比超七成，各行业对再生的青睐度存在结构性差异9 2.3.1汽车：“轻量化”催生铝合金消费，“材料脱碳”促进铝合金生产向再生倾斜10 2.3.2摩托车及电动车：摩托车大量使用再生铸造铝合金，电动车用铝偏低12 2.3.3建筑：铸造铝合金应用广泛，再生占比仍有提升空间13 3.结论：再生铸造铝合金性能优异，未来供需蓝图美好13 （正文） 再生铝主要以铝合金的形式出现，包括再生铸造铝合金（70%）和再生变形铝合金（30%），其中再生铸造铝合金即将在不远的将来以期货品种身份通过上海期货交易所面世。本文将从商品属性、产业链版图以及上市的战略意义等层面出发，描绘该期货品种脾性。 1.再生铸造铝合金属性优异：高流动性、低密度、良好的耐蚀性和导热性 铝合金是以铝为基、添加一定量其他合金化元素的合金，属于轻金属材料的一种，密度为2.63～2.85g/cm3，有较高的强度(σb为110～650MPa)，比强度接近高合金钢，比刚度超过钢。铝合金有良好的铸造性能和塑性加工性能，还具备较好的导电性、导热性、耐蚀性和可焊性，其因添加合金化元素种类和数量的不同而拥有不同的具体特性。铝合金按其加工方法，又可分为铸造铝合金和变形铝合金；按原料来源，则可分为再生铝合金与原生铝合金。其中，再生铸造铝合金即将作为铸造铝合金期货交割标的，其具有低密度、比强度较高、抗蚀性和铸造工艺性好以及受零件结构设计限制小等优点，与原生铸造铝合金的理化性质差距主要体现在强度、硬度、韧性、抗氧化力等层面。 表1：铝合金因添加合金化元素种类和数量的不同而拥有不同的具体特性，例如元素含量增加对提高铸造铝合金抗拉强度及延伸率的边际贡献顺序为Mg>Mn>Cu>Si ADC1 ≤1.0 11.0-13.0 ≤0.3 ≤0.3 MPa250 1.7 573-582 ADC3 ≤0.6 9.0-10.0 0.4-0.6 0.3 279 2.7 557-596 ADC6 ≤0.1 ≤1.0 2.5-4.0 0.4-0.6 266 64 598-640 ADC10 2.0-4.0 7.5-9.5 ≤0.3 ≤0.5 241 1.5 537-593 ADC12 1.5-3.5 9.6-12.0 ≤0.3 ≤0.5 228 1.4 515-582 牌号CuSiMgMn 抗拉强度 延伸率%溶解温度℃ 资料来源：日本铝压铸工业标准，公开资料整理，国泰君安期货研究 表2：铝合金因添加合金化元素种类和数量的不同而拥有不同的具体特性，例如不同合金元素赋予变形铝合金不同性能 牌号元素成分性能应用范围 1XXXAl-纯铝 2XXXAl-Cu 含铝量 99% 铜为主要合金元素 导电性能好，耐腐蚀性能好，焊接性能好，强度低，不可热处理强化。 具有较高的强度，但耐蚀性较差。 强度低，不可热处理强化。主要用于科学试验，化学工业及特殊用途。 航空工业（2014合金），螺丝 （2011合金）和使用温度较高的行业（2017合金）。 3XXXAl-Mn 锰为主要合金元素 耐腐蚀性能好，焊接性能好。 飞机上使用的导油无缝管（3003合金），易拉罐（3004合金）。 4XXXAl-Si 硅为主要合金元素 耐磨性高，热膨胀系数小，易于铸造，含硅量较少或较高都会影响性能。 广泛用于机动车的活塞、缸体等，在国外应用较多，国内水平还有一定差距。 5XXXAl-Mg 镁为主要合金元素 焊接性能好，疲劳强度好，不可热处理强化，只能冷加工提高强度。 割草机的手柄、飞机油箱导管、防弹衣。 6XXXAl-Mg-Si 7XXXAl-Zn 8XXX其他 镁和硅为主要合金元素 以锌为主，少量添加镁、铜 含有其他合金元素 中等强度，耐腐蚀性能好，焊接性能好，工艺性能好，氧化着色性能好。 具有最高的强度，但耐蚀性较差，主要用于超高强度结构，7005和7075是7系中最高的档次，可热处理强化。 化学成分多样，可以根据需要定制合金的性能。例如含锂的铝合金具有更低的密度和更高的弹性模量，而含铁的铝合金则具有良好的耐热性和抗氧化性。 目前应用最广泛的合金，交能工具，如汽车行李架、门、窗、车身、散热片、间箱外壳。 航空方面（飞机的承力构件、起落架）、火箭、螺旋桨、航空飞船。 在需要特殊性能的工业领域，如高温环境或特殊化学性质的应用中，8系铝合金可能被选用。 资料来源：中铝协，国泰君安期货研究备注：牌号来源于美国ASTM标准 铸造铝合金期货的交割标的或为国标GB/T8733-2016的383Y.3和日标JISH2118-2006的ADC12.1，两者主要合金成分要求相同，个别杂质成分要求略有差异，现货贸易中两者无价差。市场统称其为ADC12，又称12号铝料，是再生铸造铝合金最具代表性的牌号（2023年我国ADC12产量占再生铸造铝合金的比例约75%）。 表3：GB/T8733-2016的383Y.3和日标JISH2118-2006的ADC12.1主要合金成分要求相同，个别杂质成分要求略有差异 标准GB/T8733-2016JISH2118-2006 合金牌号383Y.3AD12.1 化学成分(质量分数)% Si 9.6-12.0 9.6-12.0 Cu 1.5-3.5 1.5-3.5 Mn ≤0.5 ≤0.5 Mg ≤0.3 ≤0.3 Fe ≤0.9 0.6-1.0 Ni ≤0.5 ≤0.5 Ti - ≤0.3 Zn ≤1.0 ≤1.0 Pb - ≤0.2 Sn ≤0.2 ≤0.2 Al 余量 余量 资料来源：国家标准全文公开，上海期货交易所，国泰君安期货研究 ADC12属于典型的Al-Si-Cu系再生铸造铝合金，熔点580℃，沸点2519℃，密度2.7g/cm3。其属性优势主要包含以下几个层面： （1）低熔化温度和高流动性，压铸工艺可以快速地将熔融铝合金注入模具中，并在较短的时间内冷却凝固，适用于复杂形状和薄壁产品的生产，这使得ADC12在制造汽车零部件、电子设备外壳、家用电器等产品时具备显著的优势； （2）低密度，ADC12相比于同等强度的钢材（密度7.85g/cm3）密度更低，在实现汽车轻量化的过程中可发挥其天然优势，用于改造和替代车身材料； （3）良好的导热性能，有效地散热使其适用于汽车发动机部件的制造； （4）较高的耐腐蚀性能，即可以在恶劣环境下保持良好的表面质量和功能，还能采用多种表面处理方法来进一步提高其耐腐蚀性，包括化学处理或电泳涂装等方法进行防锈处理、采用阳极氧化或电泳涂装等方法进行防氧化处理、采用喷涂或粉末涂装等方法进行表面喷涂等，使其更好地应用在耐腐蚀要求苛刻的各类器件上。 2.再生铸造铝合金处于产业链中游，全球减碳为产需两端注入机遇 再生铸造铝合金产业链主要分为三部分：（1）上游为废铝回收，参与的企业主要为国外废铝出口企业、铝制品生产企业、废铝贸易企业等，汽车、建筑、包装容器等是我国废铝的主要来源。（2）中游为再生铝生产、加工商，负责将回收的废铝进行熔炼和加工，生产出符合质量标准的再生铸造铝合金锭或铸件等。（3）下游为应用市场，广泛分布在汽车制造、建筑、电子电器等领域。 图1：再生铸造铝合金在废铝产业链中处于中游位置 资料来源：SMM，国泰君安期货研究 2.1上游废铝：我国废铝供应以国产废铝旧料为主，全球减碳背景下具备回收潜力 再生铝的主要原料是废铝，我国废铝供应以国产废铝为主。根据SMM数据，2023年国产废铝约占国内废铝总供应的84%。按废铝来源分类，国产废铝旧料供应占总供应的54%，这部分旧废铝则是指从社会上收购的废铝与废铝件，主要来源于建筑、交通运输、电力电子、包装、日用消费品等领域，其中建筑与交通运输为主导。国产废铝新料供应占总供应的30%，这部分主要来源于铝材加工企业与铸件出产企业在制造产品 过程中产生的工艺废料，以及生产过程中因成分、性能不合格而作废的产品，产量与当年铝加工材产量密切相关。 当前全球低碳进程不断推进，有望敦促废铝回收加速运转。据mordorintelligence预测，全球2024年铝回收市场规模约为3754万吨，预计2029年将达到4754万吨。预测期2024-2029年内，复合年增长率为4.83%，其中亚太地区为增速最快的市场1。 图2：废铝总供应中国产为主，且以旧料居多图3：废铝主要流向再生铝，再生铝最终主要以铝合 金形式出现 进口铝合金锭 3% 2023年国内废铝供应结构 进口废铝金属量 13% 铝板带废铝 需求量 13% 2023年国内废铝需求结构 其他废铝需求量 3% 国产废铝旧料 54% 国产废铝新料 30% 铝型材废铝需求量23% 再生铝废铝 需求量 61% 资料来源：SMM，国泰君安期货研究资料来源：SMM，国泰君安期货研究 废铝的核心应用主要在三个方面：制造再生铝合金、生产重熔棒供挤压铝型材生产以及在铝板带行业中作为添加材料三个方面。其中，再生铝（主要以铝合金形式出现）是废铝应用的重中之重，2023年再生铝合金的需求量在废铝总需求量中的占比高达61%。 2.2中游再生铸造铝合金：ADC12占主导，因节能减排效应显著而获政策利好 再生铸造铝合金为再生铝的主要形式，其中又以ADC12为主导。正如前文所述，再生铝合金被划分为铸造